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Zn掺杂p型Ba_8Ga_(16)ZnxGe_(30-x)笼合物的合成及热电性能

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物理学报 2007年第8期56卷 4983-4988页

作者：邓书康唐新峰张清杰武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070

用熔融法结合放电等离子烧结方法合成了Zn掺杂单相p型Ge基Ⅰ型笼合物Ba8Ga16ZnxGe30-x(x=3,4,5,6),探索Zn取代Ge对其热电性能的影响规律,结果表明:所制备的Ba8Ga16ZnxGe30-x化合物为p型传导,随Zn取代量x的增加,化合物室温载流子浓度Np... 详细信息

用熔融法结合放电等离子烧结方法合成了Zn掺杂单相p型Ge基Ⅰ型笼合物Ba8Ga16ZnxGe30-x(x=3,4,5,6),探索Zn取代Ge对其热电性能的影响规律,结果表明:所制备的Ba8Ga16ZnxGe30-x化合物为p型传导,随Zn取代量x的增加,化合物室温载流子浓度Np逐渐增加,室温载流子迁移率μH和电导率逐渐降低.在所有试样中,Ba8Ga16Zn3Ge27化合物的Seebeck系数α在300—870K内始终最大,温度为300K时Seebeck系数为234μV/K,在700K附近达295μV/K.化合物的热导率随Zn取代量x的增加而降低.Ba8Ga16Zn3Ge27化合物在806K最大ZT值达0.38.

关键词： P型笼合物合成热电性能

n型Ge基Ba_8Ga_(16-x)Zn_xGe_(30)Ⅰ-型笼合物的制备及电传输特性

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人工晶体学报 2010年第1期39卷 237-241页

作者：邓书康申兰先郝瑞亭田晶杨培志云南师范大学教育部可再生能源材料先进技术与制备重点实验室昆明650092

用熔融法结合放电等离子体烧结技术,采用Zn掺杂制备了具有半导体传导特性的n型Ba8Ga16-xZnxGe30I-型笼合物,研究了Zn部分置换Ga对化合物电传输特性的影响。研究表明所制备的化合物为单相的具有空间群Pm3-n的I-型笼合物。Zn掺杂前对应化... 详细信息

用熔融法结合放电等离子体烧结技术,采用Zn掺杂制备了具有半导体传导特性的n型Ba8Ga16-xZnxGe30I-型笼合物,研究了Zn部分置换Ga对化合物电传输特性的影响。研究表明所制备的化合物为单相的具有空间群Pm3-n的I-型笼合物。Zn掺杂前对应化合物表现为金属传导特性,Zn掺杂后对应化合物表现为典型的杂质半导体传导特性。室温下,随Zn掺杂量的增加,化合物的载流子浓度和载流子有效质量逐渐降低;Zn掺杂对室温载流子迁移率无明显影响。在300～900K温度范围内,随Zn掺杂量的增加对应化合物的电导率逐渐降低,Seebeck系数逐渐增加。Zn掺杂后对应化合物的功率因子与掺杂前相比有所降低,且达到最大值的温度都向低温方向偏移。

关键词： I-型笼合物热电材料电传输特性

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Ga填充n型方钴矿化合物的结构及热电性能

物理学报 2008年第10期57卷 6488-6493页

作者：苏贤礼唐新峰李涵邓书康武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070

用熔融退火结合放电等离子烧结(SPS)技术制备了具有不同Ga填充含量的GaxCo4Sb12方钴矿化合物,研究了不同Ga含量对其热电传输特性的影响规律.Rietveld结构解析表明,Ga占据晶体学2a空洞位置,Ga填充上限约为0.22,当Ga的名义组成x≤0.25时,... 详细信息

用熔融退火结合放电等离子烧结(SPS)技术制备了具有不同Ga填充含量的GaxCo4Sb12方钴矿化合物,研究了不同Ga含量对其热电传输特性的影响规律.Rietveld结构解析表明,Ga占据晶体学2a空洞位置,Ga填充上限约为0.22,当Ga的名义组成x≤0.25时,样品的电导率、室温载流子浓度Np随Ga含量的增加而增加,Seebeck系数随Ga含量的增加而减小.室温下霍尔测试表明,每一个Ga授予框架0.9个电子,比Ga的氧化价态Ga3+小得多.由于Ga离子半径相对较小,致使Ga填充方钴矿化合物的热导率κ及晶格热导率κL较其他元素填充的方钴矿化合物低.当x=0.22时对应的样品在300 K时的热导率和晶格热导率分别为3.05 Wm-1.K-1和2.86 Wm-1.K-1.在600 K下Ga0.22Co4.0Sb12.0样品晶格热导率达到最小,为1.83 Wm-1.K-1,最大热电优值Z,在560 K处达1.31×10-3K-1.

关键词： skutterudite化合物 Ga原子填充结构热电性能

Sn自溶剂含量对Al掺杂VIII型Sn基单晶笼合物电传输特性的影响

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人工晶体学报 2015年第10期44卷 2810-2814页

作者：申兰先李德聪刘虹霞刘祖明邓书康云南师范大学太阳能研究所可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室云南省农村能源工程重点实验室昆明650500 云南开放大学光电工程学院昆明650500

通过Sn自熔剂法制备了Al掺杂VIII型Sn基单晶笼合物Ba8Ga10Al6Snx（x=40,50,60;Sn40,Sn50,Sn60）,并研究Ba8Ga10Al6Snx单晶笼合物的结构和电传输特性对自熔剂Sn初始含量的依赖性。结果表明,Al的实际含量随Sn自熔剂含量的增加而基本保持不... 详细信息

通过Sn自熔剂法制备了Al掺杂VIII型Sn基单晶笼合物Ba8Ga10Al6Snx（x=40,50,60;Sn40,Sn50,Sn60）,并研究Ba8Ga10Al6Snx单晶笼合物的结构和电传输特性对自熔剂Sn初始含量的依赖性。结果表明,Al的实际含量随Sn自熔剂含量的增加而基本保持不变,说明Sn的起始含量对Al在该笼合物中固溶度的影响较小;室温下Sn60样品的载流子浓度较高,这可能是因Al在笼合物Ga8Ga16Sn30中的占位不同而导致费米能级附近能带色散关系发生变化所引起;另一方面,在300~600 K的温度范围内,获得较高功率因子的是Sn初始含量为50的样品,在488 K处获得最大值1.82×10-3W·m-1·K-2;获得较低功率因子的是Sn初始含量为40的样品,而功率因子较低主要是由于该样品电导率较低。

关键词： VIII型笼合物 Sn基笼合物电传输特性

Bi_(4-x)Eu_xTi_(3-y)M_yO_(12)(M=Fe,Co,Ni)纳米颗粒的制备及光学和磁学性能

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无机化学学报 2017年第8期33卷 1349-1356页

作者：葛文杨培志申兰先邓书康云南师范大学能源与环境科学学院昆明650500

三层结构的Aurivillius相的Bi_(4-x)Eu_xTi_(3-y)M_yO_(12)(x=0~0.6;M=Fe/Co/Ni,y=0.01,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10)纳米颗粒,是通过共沉淀法和后续的高温煅烧处理所制备的。利用XRD,SEM,PL,Raman,PPMS等方法对样品进行表征,研究了不同掺杂浓度下的产物的物相、形貌和性能等。实验结果表明,通过掺杂,发现纳米颗粒的粒径变小,形貌更均一,分散性也更好。通过对掺杂离子浓度的优化,发现Eu^(3+)离子的掺杂浓度为x=0.4时,发光强度是最强的。此外,对Ti位进行了磁性离子(Fe^(3+),Co^(3+)和Ni^(2+))的掺杂,实验结果发现随着掺杂的磁性离子浓度的减少,发光强度是逐渐增强,而且产物具有很好的铁磁性。

关键词： Aurivillius相掺杂光致发光铁磁性

Gd_2O_3:Yb^(3+),Nd^(3+),Tm^(3+)/SiO_2/Ag纳米复合材料的合成及上转换发光性质

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无机化学学报 2018年第4期34卷 697-702页

作者：葛文杨培志申兰先邓书康云南师范大学能源与环境科学学院可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室昆明650500

通过多步骤的化学法合成了Gd_2O_3:Yb^(3+),Nd^(3+),Tm^(3+)/SiO_2/Ag纳米复合材料。利用XRD,TEM,EDS,XPS,CLSM等方法对样品进行表征。实验结果表明,具有低声子能、稳定的化学性质的Gd2O3作为上转换发光的基质,当掺杂的敏化剂Nd3+离子... 详细信息

通过多步骤的化学法合成了Gd_2O_3:Yb^(3+),Nd^(3+),Tm^(3+)/SiO_2/Ag纳米复合材料。利用XRD,TEM,EDS,XPS,CLSM等方法对样品进行表征。实验结果表明,具有低声子能、稳定的化学性质的Gd2O3作为上转换发光的基质,当掺杂的敏化剂Nd3+离子浓度为1.0%(n/n),激活剂离子Tm3+浓度为0.5%(n/n)时,上转换发光强度达到最大值。此外,表面吸附的Ag纳米颗粒,由于表面等离激元共振耦合作用,使得上转换发光蓝光波段的强度增强1.70倍。

关键词：复合纳米材料上转换等离激元

熔体旋甩工艺对Zn掺杂Ⅰ-型Ba_8Ga_(12)Zn_2Ge_(32)笼合物微结构及热电性能的影响

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物理学报 2009年第1期58卷 612-618页

作者：曹卫强邓书康唐新峰李鹏武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070

采用新颖的熔体旋甩(MS)结合放电等离子烧结(SPS)技术制备了单相Zn掺杂的Ⅰ-型Ba8Ga12Zn2Ge32笼合物,研究了熔体旋甩工艺对其微结构以及热电性能的影响.结果表明,MS得到的薄带自由面主要由300nm—1μm的小立方体单晶组成,薄带经SPS烧结... 详细信息

采用新颖的熔体旋甩(MS)结合放电等离子烧结(SPS)技术制备了单相Zn掺杂的Ⅰ-型Ba8Ga12Zn2Ge32笼合物,研究了熔体旋甩工艺对其微结构以及热电性能的影响.结果表明,MS得到的薄带自由面主要由300nm—1μm的小立方体单晶组成,薄带经SPS烧结后得到了具有大量层状精细结构的致密块体.与熔融+SPS工艺制备的试样相比,熔融+MS+SPS制备的Ba8Ga12Zn2Ge32笼合物室温载流子浓度增加而迁移率降低,在测试温度范围内,试样的电导率略有下降,Seebeck系数增加,热导率和晶格热导率显著降低,900K时其晶格热导率从1.06W/mK降低至0.42W/mK.熔融+MS+SPS制备的Ba8Ga12Zn2Ge32笼合物试样在900K时其最大ZT值达到0.90,与熔融+SPS试样相比提高了75%.

关键词：熔体旋甩 Ⅰ-型笼合物热电性能

Ⅰ型锗基笼合物Ba_8Ga_(16-x)Sb_xGe_(30)的合成及热电性能

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物理学报 2006年第12期55卷 6630-6636页

作者：熊聪唐新峰祁琼邓书康张清杰武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070

用高温熔融结合放电等离子烧结(SPS)方法合成了Sb掺杂的单相n型Ba8Ga16-xSbxGe30化合物,探索了Sb对Ga的取代对其热电性能的影响规律.研究结果表明:随着Sb取代分数x的增加,Seebeck系数逐渐降低,Seebeck系数峰值对应的温度向低温方向偏移... 详细信息

用高温熔融结合放电等离子烧结(SPS)方法合成了Sb掺杂的单相n型Ba8Ga16-xSbxGe30化合物,探索了Sb对Ga的取代对其热电性能的影响规律.研究结果表明:随着Sb取代分数x的增加,Seebeck系数逐渐降低,Seebeck系数峰值对应的温度向低温方向偏移.电导率随着x的增加先增大后减小,当x=2时达到最大值.Sb取代Ga后对化合物的热性能有较大影响,其热导率和晶格热导率都有不同程度的降低.在所有n型Ba8Ga16-xSbxGe30化合物中,Ba8Ga14Sb2Ge30化合物的ZT值最大,在950K左右其最大ZT值达1·1.

关键词：热电性能笼合物框架取代合成

Cd掺杂p型Ge基Ba_8Ga_(16)Cd_xGe_(30-x)Ⅰ型笼合物的结构及热电特性

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物理学报 2009年第6期58卷 4274-4280页

作者：邓书康唐新峰杨培志鄢永高云南师范大学教育部可再生能源材料先进技术与制备重点实验室太阳能研究所昆明650092 武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070

以Cd作为掺杂元素,用熔融法结合放电等离子体烧结(SPS)技术制备了具有不同Cd含量的Ba8Ga16CdxGe30-x(x=0.95,1.00,1.05,1.10)Ⅰ型笼合物,研究了Cd掺杂对其结构及热电性能的影响.Rietveld结构解析表明所制备的Ba8Ga16CdxGe30-x化合物为... 详细信息

以Cd作为掺杂元素,用熔融法结合放电等离子体烧结(SPS)技术制备了具有不同Cd含量的Ba8Ga16CdxGe30-x(x=0.95,1.00,1.05,1.10)Ⅰ型笼合物,研究了Cd掺杂对其结构及热电性能的影响.Rietveld结构解析表明所制备的Ba8Ga16CdxGe30-x化合物为空间群pm3n的Ⅰ型笼合物,Cd原子主要占据在框架6c和16i位置上且具有较大的原子位移参数(ADP).所有样品均表现为p型传导,样品的载流子散射机制由低温的杂质电离散射为主逐渐过渡到高温的声学波散射为主.随Cd掺杂量的增加,对应化合物电导率逐渐增加,Seebeck系数逐渐降低.由于Cd原子较大的ADP,从而导致较低的晶格热导率,在室温附近,Ba8Ga16Cd1.10Ge28.90化合物的晶格热导率与Ba8Ga16Ge30化合物相比约降低38%.Ba8Ga16Cd1.00Ge29.00化合物的最大ZT值在600K时为0.173.

关键词： p型笼合物结构热电性能